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Une masse d'air est dite instable si les mouvements verticaux dû à la convection ou l'advection y sont amplifiés. Pour cela, le gradient de température de l'atmosphère doit être fort (tel que la température diminue rapidement avec l'altitude). Une particule d'air ascendante qui se refroidit par décompression adiabatique reste alors toujours plus chaude que l'air ambiant, et voit même cette différence de température (et donc la différence de densité par rapport à l'air ambiant) augmenter.

Une atmosphère instable est très propice à la convection thermique et donc au vol thermique. Lorsque qu'aucune couche stable ne vient s'y opposer, le développement d'orages au cours de l'après-midi ou en début de soirée est alors très probable surtout en montagne.

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